简介

       随着一波又一波的互联网变革，快速膨胀的用户信息促使服务器端的存储需求急剧增长。本章将介绍常见的服务器存储技术，以及Windows Server 2016的磁盘管理技术。

1.磁盘管理概述

       计算机文件在存储介质上的组织是由文件系统负责管理的，如图所示。FAT 是微软公司设计的一种文件系统。

       大容量的硬盘通常被划分为多个分区，由不同的文件系统分别管理，如图所示。

1.1 分区方式

1. MBR

       MBR (Master Boot Record主启动记录)位于硬盘的0柱面、0磁头、1扇区(共512字节)，包含引导程序和分区表(共64字节)。分区表中存储着硬盘的每个分区的信息，包括起始柱面号和结束柱面号。每个分区的信息占16字节，受此影响，每块硬盘至多可以划分为四个分区。如果当前存在未被划入任何分区中的硬盘空间，如图83所示，则该空间无法被使用，也不能在这块空间上创建新的分区。

       为了划分更多的分区，可以对某一分区进行扩展，在扩展分区上再次划分逻辑分区，如图所示。与逻辑分区对应的，在硬盘分区表内划分的，未被扩展的分区称为主分区。

        当一些分区工具检查到当前硬盘已经存在三个主分区时，会自作主张地将用户新建的第四个分区作为扩展分区，并在其中划分逻辑分区，另有一些分区工具只能创建一个主分区。

2.GPT

       GPT (GUID Partition TableGUID分区表)突破了64字节的固定大小，支持每个磁盘上多于四个

分区，如图所示。Windows Server2016最多可以划分128个分区。

1.2 基本磁盘与动态磁盘

1.基本磁盘

       基本磁盘是一种包含主磁盘分区、扩展磁盘分区或逻辑分区的物理磁盘。基本磁盘上的分区

和逻辑分区被称为基本卷，只能在基本磁盘上创建基本卷，可以向现有的主分区和逻辑分区添加

更多空间，但仅限于同一物理磁盘上的连续未分配的空间。如果想要跨磁盘扩展空间，就要使用

动态磁盘。

2.动态磁盘

       基本磁盘在分区上直接创建文件系统的方式，限制了该文件系统必须使用连续的磁盘空间，如无法将图85中的分区1和分区3合并，使用一个文件系统管理。

       Windows动态磁盘打破了文件系统只能使用连续的磁盘空间的限制，使一个文件系统可以灵活地管理和使用磁盘空间，并充分利用这些空间，如图所示。

        使用Windows动态磁盘技术管理硬盘，一个文件系统甚至可以管理和使用多块硬盘上的空间，如图所示。

        由于这种特殊的管理方式，使用Windows动态磁盘可获得更高的可扩展性，读写性能和可靠性。

1)高可扩展性

       可以随时扩展文件系统可管理的空间，即动态卷的容量，不受创建卷时分配的初始容量所限。如果当前硬盘没有额外的空间可以分配，可以购买新的硬盘，将新硬盘的空间分配给需要的卷。

2)高读写性能

       如果某个动态卷由多个磁盘的空间组成，由于多个硬盘可以同时读写，在文件系统进行大量读写操作的时候，将成倍提高读写性能。

3)高可靠性

       如果某个动态卷由多个磁盘的空间组成，可以在多个硬盘上分别保存数据的多个副本或校验信息，防止某个硬盘损坏，导致数据丢失。

       使用Windows动态磁盘技术对硬盘进行管理，用户一般无须了解其采用何种分区方式，只需关注动态卷带来的这些新特性。

2. Windows磁盘管理技术

       从本节开始介绍在Windows Server 2016中创建，管理分区和动态卷的方法。由于需要使用多块磁盘，建议使用虚拟机完成本节的操作练习。

2.1 联机和初始化磁盘

1.联机

       在Windows Server 2016 中，默认情况是使所有新发现的磁盘联机，并具有读写访问权限，除非这些磁盘位于共享总线上(如SCSIISCSI串行连接的SCS或光纤通道)。首次检测到共享总线

上的磁盘时，它们将处于脱机状态。

       在“计算机管理”窗口中展开“存储”→“磁盘管理”，可以打开“磁盘管理”管理单元。

       如果发现磁盘外干脱机状态，则必须使其联机后才能对其进行初始化，或在其上创建卷，通过右击磁盘名称，在弹出的快捷菜单中选择相应命令进行操作使磁盘联机或脱机。

2.初始化磁盘

       新磁盘将显示为“未初始化”在使用磁盘之前必须先对其进行初始化。在“磁盘管理”窗格中，右击要初始化的磁盘，在弹出的快捷菜单中选择“初始化磁盘”弹出“初始化磁盘”对话框，如图所示。如果在磁盘联机后启动磁盘管理，则会自动弹出“初始化磁盘”对话框。

        在“初始化磁盘”对话框中，选择要初始化的磁盘，可以选择使用主启动记录(MBR)或使用

GUID分区表(GPT)分区形式。单击“确定”按钮，磁盘被初始化为基本磁盘。

2.2 新建卷

1.新建简单卷

新建简单卷的步骤如下。

       (1)在“磁盘管理”工具中右击某个磁盘的空闲空间，在弹出的快捷菜单中选择“新建简单卷”

弹出“新建简单卷向导”对话框，单击“下一步”按钮，如图所示。

        (2)设置“简单卷大小”，如图所示，单击“下一步”按钮。

        (3)指定驱动器号，如图所示，单击“下一步”按钮。

        (4)选择格式化(创建文件系统)或不格式化这个卷，如图所示，单击“下一步”按钮。

        (5)单击“完成”按钮，完成设置，如图所示。

       简单卷如果被建立在基本磁盘上，其可能为主分区或逻辑分区，如图    所示:如果

被建立在动态磁盘上，就成为一个简单的动态卷，如图86所示，或如图87所示的第一个动态卷。

        在本例中，磁盘2为基本磁盘，简单卷创建完成为一个主分区，如图所示。

2.新建跨区卷

       跨区卷是一种由多个物理磁盘空间所组成的动态卷，如图8.7所示的第二个动态卷。若要创建

跨区卷，除了启动磁盘外，还需要至少两个动态磁盘。跨区卷最多可以扩展到32个动态磁盘。

       创建跨区卷的步骤与创建简单卷一致，不同的是至少需要两个磁盘，如图所示，每个磁盘的空间大小可以不一样。

       如果选择的磁盘当前是基本磁盘，还会弹出对话框，如图所示，单击“是”按钮，将其转换为动态磁盘。

        跨区卷创建完成，如图所示，其图形中的表示颜色与窗口下方的图例颜色相同。

                       各位同学由于灰度印刷的原因，各种卷的表示颜色可能无法直接从
                       书面上辨别，请参考计算机中的实际显示效果。如果很不幸你的计算机
                       存在显卡或显示器方面的故障，很可能无法进行区分。

       跨区卷的容量是组成跨区卷的所有磁盘空间的总和，如图所示。

       组成跨区卷的多个连续磁盘空间的使用是由文件系统统一分配的，如图所示。

3.新建带区卷

       带区卷是一种以带区形式在两个或多个物理磁盘上存储数据的动态卷。带区卷上的数据被均匀地以带区形式跨磁盘交替分配，如图所示，带区卷是Windows的所有可用卷中性能最佳的卷，但其不具备容错能力。如果带区卷中的某个磁盘发生故障，则整个卷中的数据都将丢失。

        只能在动态磁盘上创建带区卷，无法扩展带区卷。带区卷最多可以创建在32个动态磁盘上。

       创建带区卷同样至少需要两个磁盘，与跨区卷不同，每块硬盘所提供的磁盘空间大小必须相同如图所示。

        带区卷创建完成，如图所示，其图形中的颜色与窗口下方的图例颜色相同。

        带区卷的容量是组成带区卷的所有磁盘空间的总和，如图所示。

4.新建镜像卷

       镜像卷是在两个物理磁盘上复制数据的已保存镜像卷提供了数据冗余以复制卷上包含的信息，如图所示，镜像总是位于另一个磁盘上。如果其中一个物理磁盘出现故障，则该故障磁盘上的数据将不可用，但系统可以在位于另一个磁盘上的镜像中继续进行操作。

        创建镜像卷只需要两个磁盘，每个磁供的空间大小必须相同，如图所示。

        镜像卷创建完成，如图所示，其图形中的颜色与窗口下方的图例颜色相同。镜像卷的容量是组成镜像卷的所有磁盘空间和的一半，如图所示。

 

5.新建RAID-5卷

       使用RAID-5卷时，数据除了会分散写入各硬盘中之外，还会同时建立一份奇偶校验数据信息，其被保存在不同的硬盘上，如图所示，若有一块硬盘发生故障，可由剩余的硬盘数据结合校验信息计算出该硬盘上原有的数据。RAID-5卷比镜像卷具有更高的磁盘利用率和读写性能，比带区卷具有更高的数据可靠性。

        创建RAID-5卷至少需要三个磁盘，而且每块硬盘所提供的磁盘空间大小必须相同，如图所示。

        RAID-5卷创建完成，如图8.30所示，其图形中的颜色与窗口下方的图例颜色相同。

        RAID-5卷的容量是组成RAID-5卷的所有磁盘空间的和减去其中一个连续空间的容量，如图所示

2.3 管理卷

1.扩展卷

       简单卷和跨区卷可以扩展到同一磁盘或不上的未分配空间。如果简单卷不是系统卷或启动卷，可以将其扩展到其他磁盘。如果跨已保存盘扩展简单券，则该券将成为跨区卷，右击想要扩展的简单卷或跨区卷，在弹出的快捷菜单中选择“扩展卷”弹出“扩展卷向导”对话框如图所示，按向导操作即可。

2.压缩卷

       通过将基本卷或跨区卷收缩到卷结尾的连续可用空间，可以减少它们所使用的空间。例如，如果需要一个另外的分区却没有多余的磁盘空间，则可以从卷结尾处收缩现有分区，进而创建新的未分配空间，可将这部分空间用于新的分区。

       压缩分区时，将在磁盘上自动重定位一般文件，以创建新的未分配空间。压缩分区无须重新格式化磁盘，右击要压缩的简单卷或跨区卷，在弹出的快捷菜单中选择“压缩卷”，弹出压缩对话框，如图所示，输入压缩空间量，单击“压缩”按钮。

3.添加镜像

       可以为简单卷添加一个镜像，使之成为一个镜像卷。右击要添加镜像的简单卷，在弹出的快捷菜单中选择“添加镜像”，弹出“添加镜像”对话框，如图所示，选择剩余存储空间足够的磁盘，单击“添加镜像”按钮。

4.删除镜像

       可以删除镜像卷中的一个镜像，将其空间用干其他用途，右击要删除镜像的镜像卷 在弹出

的快捷菜单中选择“删除镜像”，弹出对话框，如图所示，选择某块磁盘，单击“删除镜像

按钮。

5.中断镜像卷

       中断镜像卷将使镜像卷成为两个简单卷，右击要中断的镜像卷，在弹出的快捷菜单中选择“中

断镜像卷"，弹出提示框，如图所示，单击“是”按钮。

6. 删除卷

       右击要删除的卷，在弹出的快捷菜单中选择“删除卷”，弹出提示框，如图8.37所示，单击“是”

按钮。

2.4 使用卷

1.更改驱动器号

       Windows使用驱动器号(盘符)来表示并访问分区或卷。驱动器号可以在创建卷时指定，也可

以在使用中更改。要更改驱动器号，右击卷，在弹出的快捷菜单中选择“更改驱动器号和路径”，在

弹出的对话框内选择卷，如图所示。

       也可以删除已分配的驱动器号和路径，如果未分配任何驱动器号和路径，将不能访问该卷。

单击“更改”按钮，弹出对话框，如图8.39所示，更改新的未被占用的驱动器号，单击“确定”按钮即可。

        更改和删除驱动器号将弹出提示框，如图8.40所示，确保该操作不会对访问该卷造成影响，单击“是”按钮继续。

2.格式化

       格式化(创建文件系统)可以在创建卷时完成，也可以在使用前进行。要格式化卷，右击卷，在弹出的快捷菜单中选择“格式化”弹出格式化对话框，如图所示，选择文件系统类型、分配单元的大小，输入卷标(卷的名称，便于识别)，单击“确定”按钮。

       格式化将清除卷上的所有数据，如果不再需要这些数据，单击“确定”按钮，如图所示。

                      再一次友情提醒各位小伙伴，虽然格式化可以快速让你的磁盘分区
                       清爽整洁，但是格式化导致的数据丢失恢复希望非常渺茫，无论在什么
                       环境下，使用此功能时都要慎重考虑!